车辆预充系统、方法及车辆与流程

本技术涉及车辆，具体涉及一种车辆预充系统、方法及车辆。

背景技术：

1、目前，新能源车辆尤其是电动车辆普及程度已经很高。而现有的新能源车辆的整车高压上电架构中，通常存在两级预充机制。一是电池包内部预充回路，由电池管理系统（battery management system，bms）控制，该回路包括主正继电器、主负继电器、预充继电器及预充电阻，用于在闭合主正继电器前，对电池包出口电容及高压母线进行预充电，防止主继电器带载闭合产生电弧导致继电器烧蚀以及损坏高压负载。二是整车外部预充回路，该回路通常位于高压配电单元（power distribution unit，pdu）或者电机控制器（motorcontrol unit，mcu）、直流转直流变换器（dcdc converter）、空压机等高压部件内部，整车外部预充回路包含外部预充继电器及外部预充电阻，用于在整车主正继电器闭合前，对电机控制器、电动空调、上装、dcdc等外部大容性负载进行预充。

2、但是，现有的两级预充机制，整车外部预充回路需要为各个负载配置独立的预充电阻和预充继电器，或者需要为pdu单独设置预充电阻和预充继电器，不仅导致整车高压回路元器件数量多、成本高、体积大；还导致电池包内部与整车外部预充之间存在多级继电器时序配合问题，进而导致预充控制逻辑复杂，故障诊断点增多；同时两级预充回路中的多个预充电阻在预充过程中均需要承受高压冲击电流，对电阻功率等级要求高，多个预充电阻分散布置不利于热管理，预充电过程中多个电阻热耗散也会导致能量浪费。

技术实现思路

1、基于上述现有技术的缺陷和不足，本技术提出一种车辆预充系统、方法及车辆，能够避免车辆高压预充电架构中的元器件冗余，减少预充电过程中逻辑控制的复杂程度和故障诊断点，同时减少电阻热耗散导致的能源浪费。

2、根据本技术的第一方面，提供了一种车辆预充系统，所述车辆预充系统包括电池管理模块和车辆负载模块；所述电池管理模块包括控制器、主回路和预充回路；所述电池管理模块的正极输出端连接所述车辆负载模块的正极母线，所述电池管理模块的负极输出端连接所述车辆负载模块的负极母线；所述车辆负载模块包括至少一个车端负载，任意一个所述车端负载的正极连接所述正极母线且所述车端负载的负极连接所述负极母线；所述控制器，用于控制所述预充回路导通，为所述车辆负载模块预充电，以及用于控制所述主回路在预充电完成的情况下导通，向所述车辆负载模块提供电能。

3、根据本技术第一方面提供的车辆预充系统，所述电池管理模块包括动力电池，所述预充回路包括预充继电器和预充电阻；所述主回路包括主正继电器和主负继电器；所述预充继电器的第一端连接所述动力电池的正极，所述预充继电器的第二端连接所述预充电阻的第一端；所述预充电阻的第二端连接所述电池管理模块的正极输出端；所述主正继电器的第一端连接所述动力电池的正极，所述主正继电器的第二端连接所述电池管理模块的正极输出端；所述主负继电器的第一端连接所述动力电池的负极，所述主负继电器的第二端连接所述电池管理模块的负极输出端；所述控制器，用于在所述车辆负载模块预充电的过程中，控制所述预充继电器闭合且所述主负继电器闭合，以保证所述预充回路导通，以及用于在预充电完成的情况下，控制所述预充继电器断开且所述主正继电器闭合，以保证所述主回路导通。

4、根据本技术第一方面提供的车辆预充系统，所述车端负载包括第一负载，所述第一负载包括第一电容和第一用电器；所述第一电容的第一端连接所述正极母线，所述第一电容的第二端连接所述负极母线；所述第一用电器的第一端连接所述正极母线，所述第一用电器的第二端连接所述负极母线。

5、根据本技术第一方面提供的车辆预充系统，所述车端负载包括第二负载，所述第二负载包括第二电容、第二用电器和支路主正继电器；所述第二电容的第一端连接所述正极母线，所述第二电容的第二端连接所述负极母线；所述支路主正继电器的第一端连接所述正极母线，所述支路主正继电器的第二端连接所述第二用电器的第一端，所述第二用电器的第二端连接所述负极母线；在预充电完成，且所述支路主正继电器闭合的情况下，所述电池管理模块向所述第二用电器提供电能。

6、根据本技术第一方面提供的车辆预充系统，所述车端负载包括第三负载和第四负载，所述第三负载包括第三电容，所述第四负载包括第四电容，所述车端负载还包括抑流子单元；所述抑流子单元串联于所述正极母线，所述抑流子单元的第一端连接所述第三负载的第一端，所述抑流子单元的第二端连接所述第四负载的第一端；在所述车辆负载模块预充电之前，若所述第三电容和所述第四电容之间的电容电压差大于第一压差阈值，则通过所述抑流子单元进行均流，直至所述电容电压差小于或等于所述第一压差阈值。

7、根据本技术第一方面提供的车辆预充系统，所述抑流子单元包括抑流主继电器、抑流辅继电器和抑流电阻；所述抑流主继电器的第一端连接所述第三负载的第一端，所述抑流主继电器的第二端连接所述第四负载的第一端；所述抑流辅继电器的第一端连接上所述第三负载的第一端，所述抑流辅继电器的第二端连接所述抑流电阻的第一端；所述抑流电阻的第二端连接所述第四负载的第一端；若所述电容电压差大于所述第一压差阈值，则闭合所述抑流辅继电器且断开所述抑流主继电器；若所述电容电压差小于或等于所述第一压差阈值，则断开所述抑流辅继电器且闭合所述抑流主继电器。

8、根据本技术第一方面提供的车辆预充系统，所述控制器，用于获取所述电池管理模块中所述正极输出端与所述负极输出端之间的第一电压，以及所述车辆负载模块中所述正极母线与所述负极母线之间的第二电压；所述控制器，还用于在通过所述预充回路为所述车辆负载模块预充电的过程中，若所述第一电压和所述第二电压之间的母线电压差小于或等于第二压差阈值，则断开所述预充回路，且导通所述主回路。

9、根据本技术第一方面提供的车辆预充系统，所述控制器，还用于在通过所述预充回路为所述车辆负载模块预充电的过程中，获取所述预充回路流经的预充电流值，并获取所述预充电流值大于电流阈值的持续时长，若所述持续时长大于时长阈值，则断开所述预充回路。

10、根据本技术的第二方面，提供了一种车辆预充控制方法，所述车辆预充控制方法实施于车辆预充系统中的控制器，其中，所述车辆预充系统包括电池管理模块和车辆负载模块；所述电池管理模块包括所述控制器、主回路和预充回路；所述电池管理模块的正极输出端连接所述车辆负载模块的正极母线，所述电池管理模块的负极输出端连接所述车辆负载模块的负极母线；所述车辆负载模块包括至少一个车端负载，任意一个所述车端负载的正极连接所述正极母线且所述车端负载的负极连接所述负极母线；所述方法包括：导通所述预充回路，为所述车辆负载模块预充电；在预充电完成的情况下导通所述主回路，向所述车辆负载模块提供电能。

11、根据本技术的第三方面，提供了一种车辆，所述车辆包括如上述任一项所述的车辆预充系统。

12、在本技术中，车辆预充系统包括电池管理模块和车辆负载模块；电池管理模块包括控制器、主回路和预充回路；电池管理模块的正极输出端连接车辆负载模块的正极母线，电池管理模块的负极输出端连接车辆负载模块的负极母线；车辆负载模块包括至少一个车端负载，任意一个车端负载的正极连接正极母线且车端负载的负极连接负极母线；控制器，用于控制预充回路导通，为车辆负载模块预充电，以及用于控制主回路在预充电完成的情况下导通，向车辆负载模块提供电能。上述方案中，车辆负载所在的外部回路预充电的过程，基于电池管理模块中的预充回路完成，无需为车辆负载配置独立的预充回路，充分利用电池管理模块中的预充回路，不仅避免了车辆高压预充电架构中的元器件冗余，还能够降低成本、避免过多元器件占用车辆空间；其次，车辆负载模块中无需独立配置预充电所需的继电器，仅电池管理模块中数量更少的继电器，降低了继电器时序控制难度，进而减少故障诊断点；再次，车辆负载模块中无需独立配置预充电所需的电阻，仅集成于电池管理模块中数量更少的电阻，利于电阻热管理，也减少了电阻热耗散导致的能源浪费。